10.1: Polimerización - Hacer Grandes con los Pequeños
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- Definir los términos monómero y polímero.
- Conoce los diferentes tipos de polímeros naturales.
Un polímero es una molécula grande, o macromolécula, compuesta por muchas subunidades repetidas.El término “polímero” deriva de la palabra griega polus (que significa “muchos, mucho”) y m eros (que significa “parte”), y se refiere a una molécula cuya estructura está compuesta de múltiples unidades repetitivas, a partir de las cuales se origina una característica de alta masa molecular relativa y propiedades acompañantes. Como se muestra esquemáticamente en la Figura\(\PageIndex{1}\).
Debido a su amplia gama de propiedades, tanto los polímeros sintéticos como los naturales juegan papeles esenciales y ubicuos en la vida cotidiana. Los polímeros van desde plásticos sintéticos familiares como el poliestireno hasta biopolímeros naturales como el ADN y proteínas que son fundamentales para la estructura y función biológica. Los polímeros, tanto naturales como sintéticos, se crean a través de la polimerización de muchas moléculas pequeñas, conocidas como monómeros. Su masa molecular consecuentemente grande en relación con los compuestos de moléculas pequeñas produce propiedades físicas únicas, incluyendo tenacidad, viscoelasticidad y una tendencia a formar vidrios y estructuras semicristalinas en lugar de cristales. Los términos polímero y resina suelen ser sinónimos de plástico.
Polímeros Naturales
Algunos materiales biológicos muy importantes son los polímeros. De los tres grupos principales de alimentos, los polímeros están representados en dos: proteínas y carbohidratos. Las proteínas son polímeros de aminoácidos, que son monómeros que tienen un grupo funcional amina y un grupo funcional ácido carboxílico. Las proteínas juegan un papel crucial en los organismos vivos.
La unión de cientos de moléculas de glucosa juntas hace que s un material relativamente común conocido como almidón:
El almidón es una fuente importante de energía en la dieta humana. Observe cómo se unen las unidades individuales de glucosa. También se pueden unir de otra manera, así:
Este polímero se conoce como celulosa. La celulosa es un componente importante en las paredes celulares de las plantas. Curiosamente, a pesar de la similitud en los bloques de construcción, algunos animales (como los humanos) no pueden digerir la celulosa; esos animales que pueden digerir la celulosa suelen depender de bacterias simbióticas en el tracto digestivo para la digestión real. Los animales no cuentan con las enzimas adecuadas para descomponer las unidades de glucosa en la celulosa, por lo que pasa por el tracto digestivo y se considera fibra dietética.
El ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN) también son polímeros, compuestos por cadenas largas de tres partes que consisten en grupos fosfato, azúcares con 5 átomos de C (ribosa o desoxirribosa) y anillos que contienen N denominados bases. Cada combinación de las tres partes se llama nucleótido; el ADN y el ARN son esencialmente polímeros de nucleótidos que tienen estructuras bastante complicadas pero intrigantes (F igure\(\PageIndex{2}\) - Nucleotides). El ADN es el material fundamental en los cromosomas y es directamente responsable de la herencia, mientras que el ARN es una sustancia esencial en la síntesis de proteínas.
El ADN en nuestras células es un polímero de nucleótidos, cada uno de los cuales está compuesto por un grupo fosfato, un azúcar y una base que contiene N
Los biopolímeros antes mencionados (polímeros producidos por organismos vivos) se discuten más a fondo en el Capítulo 16.
Celuloide: Bolas de Billar
Los celuloides son una clase de compuestos creados a partir de nitrocelulosa (celulosa parcialmente nitrada) y alcanfor, con colorantes añadidos y otros agentes. Generalmente considerado el primer termoplástico, fue creado por primera vez como Parkesinein (por Alexander Parkes de Birmingham Inglaterra) en 1856 y como Xylonite en 1869. En la década de 1860, un estadounidense, John Wesley Hyatt, adquirió la patente de Parkes y comenzó a experimentar con nitrato de celulosa con la intención de fabricar bolas de billar, que hasta ese momento estaban hechas de marfil. En la década de 1870 el plástico modificado se registró como “celuloide”.
El uso principal fue en las industrias cinematográficas y fotográficas, que utilizaron solo material de película de celuloide antes de la adopción de la película de seguridad de acetato en la década de 1950. El celuloide es altamente inflamable, difícil y costoso de producir y ya no se usa ampliamente; sus usos más comunes hoy en día son las pelotas de tenis de mesa, instrumentos musicales y púas de guitarra.
La baquelita (a veces deletreada Baequelita) o anhídrido de polioxibencilmetilenglicolanhídrido fue el primer plástico hecho de componentes sintéticos. Es una resina de fenol formaldehído termoendurecible, formada a partir de una reacción de condensación de fenol con formaldehído. Fue desarrollado por el químico belga-estadounidense Leo Baekeland en Yonkers, Nueva York, en 1907.
La baquelita fue patentada el 7 de diciembre de 1909. La creación de un plástico sintético fue revolucionaria por sus propiedades de no conductividad eléctrica y resistencia al calor en aisladores eléctricos, carcasas de radio y teléfonos y productos tan diversos como menaje de cocina, joyería, tallos de pipa, juguetes para niños y armas de fuego.
Curso Crash de Video\(\PageIndex{2}\) Polímeros
Resumen
- Los polímeros son moléculas gigantes que consisten en largas cadenas de unidades llamadas monómeros conectados por enlaces covalentes.
- La polimerización es el proceso de unir monómeros para formar un polímero.
- Plástico es el término general para polímeros hechos de materiales sintéticos.
- Varios polímeros biológicos importantes incluyen proteínas, almidón, celulosa, ADN y ARN.
Colaboradores y Atribuciones
- Joshua Halpern, Scott Sinex and Scott Johnson
- TextMap: Beginning Chemistry (Ball et al.)
- Wikipedia